KR101572832B1 - 계단 구조의 전극군 적층체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막을 포함하는 전극군들이 분리막을 사이에 두고 양극과 음극이 대면하도록 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있는 전극군들의 적층 구조를 포함하고,
전극군들의 적층 구조는, 전극군들의 경계에서 계단 구조를 형성하며,
전극군들의 경계에서의 양극과 음극의 대향 면적에 대한 용량비(N/P ratio 또는 대항비)는 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대향 면적에 대한 용량비(N/P ratio 또는 대항비)와 같거나 큰 것을 특징으로 하는 전극군 적층체에 관한 것이다.

Description

계단 구조의 전극군 적층체 {Stepped Electrode Group Stack}
본 발명은 이차전지의 전지 케이스 내에 내장되는 전극군 적층체에 관한 것으로서, 상세하게는, 계단 구조의 전극군 적층체에 관한 것이다.
IT(Information Technology) 기술이 눈부시게 발달함에 따라 다양한 휴대형 정보통신 기기의 확산이 이뤄짐으로써, 21세기는 시간과 장소에 구애 받지 않고 고품질의 정보서비스가 가능한 ‘유비쿼터스 사회’로 발전되고 있다.
이러한 유비쿼터스 사회로의 발전 기반에는, 리튬 이차전지가 중요한 위치를 차지하고 있다. 구체적으로, 충방전이 가능한 리튬 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 사용되고 있다.
상기와 같이, 리튬 이차전지가 적용되는 디바이스들이 다양화됨에 따라, 리튬 이차전지는, 적용되는 디바이스에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있다. 더불어, 소형 경박화가 강력히 요구되고 있다.
휴대폰, PDA, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등과 같은 소형 모바일 기기들에는 해당 제품들의 소형 경박화 경향에 따라 그에 상응하도록 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 소형 경량의 전지셀들이 사용되고 있다.
전기자전거, 전기오토바이, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중대형 디바이스들에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀들을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈(중대형 전지팩)이 사용되고 있다. 전지모듈의 크기와 중량은 당해 중대형 디바이스 등의 수용 공간 및 출력 등에 직접적인 관련성이 있으므로, 제조업체들은 가능한 한 소형이면서 경량의 전지모듈을 제조하려고 노력하고 있다.
이러한 전지모듈 또는 전지팩의 단위전지로는 그것의 형상에 따라 원통형 전지셀, 각형 전지셀, 파우치형 전지셀 등이 사용되고 있으며, 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고 중량당 에너지 밀도가 높으며 저렴하고 변형이 용이한 파우치형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있다.
도 1A 및 1B에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있다.
도 1A를 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 다수의 전극 탭들(21, 22)이 돌출되어 있는 전극조립체(20), 전극 탭들(21, 22)에 각각 연결되어 있는 두 개의 전극 리드(30, 31), 및 전극 리드(30, 31)의 일부가 외부로 노출되도록 전극조립체(20)를 수납 및 밀봉하는 구조의 전지케이스(40)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.
전지케이스(40)는 전극조립체(20)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(41)를 포함하는 하부 케이스(42)와 그러한 하부 케이스(42)의 덮개로서 전극조립체(20)를 밀봉하는 상부 케이스(43)로 이루어져 있다. 상부 케이스(43)와 하부 케이스(42)는 전극조립체(20)를 내장한 상태에서 열융착되어, 상단 실링부(44)와 측면 실링부(45, 46), 및 하단 실링부(47)를 형성한다.
도 1A에서는 상부 케이스(43)와 하부 케이스(42)가 각각 별도의 부재로서 표시되어 있지만, 도 1B에서와 같이 일측 단부가 일체되어 연속되어 있는 경첩식 구조도 가능하다.
또한, 도 1A 및 1B는, 전극 탭과 전극 리드가 연결된 구조의 전극 단자가 일단에 함께 형성되어 있는 구조의 파우치형 전지셀을 도시하고 있으나, 전극 단자가 일단과 타단에 각각 형성되어 있는 구조의 파우치형 전지셀 등도 상기와 같은 방법으로 제작할 수 있음은 물론이다.
상기한 전극 조립체는, 도 1A 및 도 1B에서와 같이, 대략 직육면체의 형상으로 제조되는 것이 일반적이고, 이러한 전극 조립체들이 전지 케이스 내에 내장되어 직육면체 형상의 파우치형 전지셀이 제작되며, 상기 파우치형 전지셀들이 적층되어 직육면체 형상의 전지팩이 완성된다.
그러나, 이러한 직육면체 형상의 전지셀과 전지팩이 적용되는 디바이스의 디자인은 직육면체 형상으로만 이루어지지 않을 수 있다. 예를 들어, 스마트 폰의 경우에는, 파지감이 우수하도록 측면이 곡선으로 처리되어 있을 수 있다.
그러나, 이렇게 곡선 처리된 부분을 가지도록 디자인된 디바이스의 경우, 직육면체 형상의 전지셀 또는 전지팩은 디바이스 내부의 공간 활용도에 한계가 있다.
즉, 곡선 처리된 부분에는 전지셀 또는 전지팩이 장착될 수 없는 사공간(dead space)이 형성된다. 이러한 사공간은, 종국에는 디바이스 부피 당 용량이 저하시키는 문제가 있다.
본 출원의 발명자들은, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 디바이스의 부피 당 용량을 최대한 향상시킬 수 있는 계단 구조가 형성된 전극군 적층체와 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전극군 적층체는,
양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막을 포함하는 전극군들이 분리막을 사이에 두고 양극과 음극이 대면하도록 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있는 전극군들의 적층 구조를 포함하고,
전극군들의 적층 구조는, 전극군들의 경계에서 서로 대향하고 있는 대면의 면적의 서로 상이한 전극군들을 포함하고,
전극군들의 경계에서 양극과 음극의 대향 면적에 대한 용량비(N/P ratio 또는 대항비)는 적층된 전극군들 중에서 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대향 면적에 대한 용량비(N/P ratio 또는 대항비)와 같거나 큰 것을 특징으로 한다.
상기 전극군은, 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막을 포함하는 구조이면, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 구체적인 구현예로서, 스택(stack)형 전극군, 젤리-롤(jelly-roll)형 전극군, 스택 앤 폴딩(stack ＆foling)형 전극군일 수 있다.
상기 스택형 전극군은, 양극판, 음극판 및 양극판과 음극판 사이에 개재되어 있는 판상의 분리막을 포함하고, 양극판과 음극판이 분리판을 사이에 두고 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있는 구조로 이루어져 있을 수 있다.
상기 양극판, 음극판, 분리판은 평판상일 수도 있고, 곡면을 가진 판상일 수도 있다.
상기 양극판, 음극판, 분리판의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 평행 육면체 형상일 수도 있고, 평면상 다각형, 원형 등일 수도 있다.
상기 양극판, 음극판, 분리판의 모서리들은 모두 직각으로 처리되어 있을 수도 있고, 적어도 하나의 모서리가 곡선 처리되어 있을 수도 있다. 예를 들어, 평면상 사각형 형상의 양극판의 4개의 모서리들 중에서 적어도 하나는 곡선을 이루고 있을 수 있다. 상기와 같이 적어도 하나의 모서리가 곡선 처리되어 있는 경우, 낙하 시 곡선 처리된 모서리에 가해지는 충격이 완화될 수 있으므로, 낙하 안전성이 향상되는 효과가 있다.
상기 스택형 전극군은, 최상단에 적층된 전극과 최하단에 적층된 전극의 극성이 동일할 수도 있고, 최상단에 적층된 전극과 최하단에 적층된 전극의 극성이 상이할 수도 있다.
최상단에 적층된 전극과 최하단에 적층된 전극이 모두 양극일 수도 있고 모두 음극일 수도 있다.
최하단 및/또는 최상단에 적층된 전극이 양극인 경우에는, 음극 슬러리 층과 대면하는 면적에만 양극 슬러리가 도포되어 있을 수 있다.
상기 스택 앤 폴딩형 전극군은, 양극판, 음극판 및 양극판과 음극판 사이에 개재되어 있는 일 단위의 분리 시트를 포함하고, 양극판과 음극판이 분리 시트를 사이에 두고 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있으며, 상기 분리 시트는 전극판의 전극 단자 비형성 부위인 측면을 감싸고 있는 구조로 이루어져 있을 수 있다.
상기 스택 앤 폴딩형 전극군은, 분리 시트 상에 스택형 전극군들을 배치한 상태로 분리 시트를 권취(winding)하는 방식으로 제조된 것과 분리 시트 상에 스택형 전극군들을 배치한 상태로 분리 시트를 절곡하는 방식으로 제조된 것 등을 모두 포함한다.
상기 양극판, 음극판은 평판상일 수도 있고, 곡면을 가진 판상일 수도 있다. 상기 양극판, 음극판의 형상은, 특별히 제한되지 않으며, 평행 육면체 형상일 수도 있고, 평면상 다각형, 원형 등일 수도 있다. 상기 양극판, 음극판의 모서리들은 모두 직각으로 처리되어 있을 수도 있고, 적어도 하나의 모서리가 곡선 처리되어 있을 수도 있다. 예를 들어, 평면상 사각형 형상의 양극판의 4개의 모서리들 중에서 적어도 하나는 곡선을 이루고 있을 수 있다. 상기와 같이 적어도 하나의 모서리가 곡선 처리되어 있는 경우, 낙하 시 곡선 처리된 모서리에 가해지는 충격이 완화될 수 있으므로, 낙하 안전성이 향상되는 효과가 있다.
상기 분리 시트는, 양극판과 음극판의 사이에 배치되어 양극판과 음극판을 격리하는 동시에 양극 단자 또는 음극 단자가 형성되어 있지 않은 양극판의 측면 또는 음극판의 측면을 감쌀 수 있을 정도의 소정의 길이로 형성되어 있는 분리막으로 정의할 수 있다.
상기 분리 시트는, 전극판의 측면을 감싼 상태로 양극판과 음극판 사이에 개재되므로, 반복되는 충방전으로 인해 전극판들과 분리 시트 간의 계면 접촉을 견고하게 유지할 수 있다. 구체적으로, 분리 시트를 권취할 때 발생하는 인장력은 전극판과 분리 시트 간의 계면을 밀착하는 압력을 제공할 수 있다.
상기 분리 시트의 말단은 열융착되거나 테이프가 붙어져 고정될 수 있다.
상기 젤리-롤형 전극군은 일 단위의 양극 시트, 일 단위의 음극 시트 및 양극 시트와 음극 시트의 사이에 개재되어 있는 일 단위의 분리 시트를 포함하고, 양극 시트와 음극 시트가 분리 시트를 사이에 두고 권취(winding)되어 있는 구조로 이루어져 있을 수 있다.
상기 양극 시트, 음극 시트 및 분리 시트는, 양극 시트와 음극 시트 사이에 분리 시트를 개재한 상태로 와인딩(winding)하여 롤(roll)을 형성할 수 있을 정도의 소정의 길이를 가진 시트로 정의할 수 있다.
상기 전극군은, 스택형 전극군, 젤리-롤형 전극군, 스택 앤 폴딩형 전극군으로 이루어진 군에서 선택된 둘 이상의 전극군들의 조합일 수 있다.
스택형 전극군, 젤리-롤형 전극군, 스택 앤 폴딩형 전극군의 구조 및 제조방법 등에 대해서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있으므로, 이하에서는, 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
스택형 전극군, 젤리-롤형 전극군, 스택 앤 폴딩형 전극군의 구조 및 제조방법 등에 대해서 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 내용은 본 발명의 내용에 합체된다.
상기한 전극군들은, 평면을 기준으로 높이방향 또는 높이 방향 및 높이 반대방향으로 적층되어 있을 수 있다.
상기에서, 평면은 지면 또는 지면에 수직한 평면일 수 있고, 예를 들어,“평면을 기준으로 높이 방향을 따라 적층된다”는 것은, 전극군들이 지면으로부터 중력 방향 또는 중력 반대 방향으로 적층될 수 있음을 의미할 수 있다. 따라서, 전극군들의 적층 방향은 중력 방향 또는 중력 반대 방향일 수 있다. 이는, 전극군을 구성하는 전극들이 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있는 경우에도 마찬가지이다.
또한, 상기 전극군들은 평면을 기준으로 높이 방향 및 높이 반대 방향으로 적층되어 있을 수 있다. 즉, 전극군들이 지면으로부터 중력 방향 및 중력 반대 방향으로 적층되어 있을 수 있다. 이 때, 상기 전극군들은 대칭 또는 비대칭적으로 적층되어 있을 수 있다.
상기한 전극군들은 분리막을 사이에 두고 양극과 음극이 대면하도록 적층되어 있다.
이 때, 상기 전극군들이 스택형 전극군들인 경우, 상기 분리막은, 분리판일 수도 있고, 분리 시트일 수도 있다. 상기 분리 시트는, 전극군들의 경계에서 전극군들을 격리하고 전극 단자 비형성부위인 측면을 감싸고 있을 수 있다.
이 때, 상기 분리 시트는 계단 구조를 형성하는 각각의 단(段)으로부터 소정의 거리로 이격되어 있을 수 있다. 즉, 계단 구조를 형성하는 각각의 단(段)의 외주면에 밀착되어 있지 않을 수 있다.
이 경우, 본 발명에 따른 전극군 적층체를 포함하는 리튬 이차전지의 외주면을 리튬 이차전지가 내장되는 디바이스의 곡면의 곡률을 따라 형성하기 어려울 수 있다.
따라서, 바람직하게는, 상기 분리 시트는 스택형 전극군의 측면, 구체적으로는 계단 구조를 구성하는 각각의 단(段)의 외주면에 밀착되어 있을 수 있다. 분리 시트의 두께는 5 ~ 300 ㎛, 5 ~ 200 ㎛, 5 ~ 100 ㎛, 5 ~ 50 ㎛, 5 ~ 30 ㎛, 5 ~ 25 ㎛, 5 ~ 20 ㎛, 10 ~ 20 ㎛ 일 수 있고, 분리 시트의 두께가 얇을수록 방전용량을 증가시킬 수 있다. 전술한 분리막의 경우에도 마찬가지이다.
이처럼, 분리 시트의 두께가 매우 얇으므로, 분리 시트를 계단 구조를 구성하는 각각의 단(段)의 외주면에 밀착시키는 것이 용이하지 않다. 본 발명에 따르면, 상기 분리 시트는 절단 또는 열처리 또는 절단 후 열처리에 의해서 각각의 단(段)의 외주면에 밀착시킬 수 있다.
상기 전극군들이 젤리-롤형 전극군 또는 스택 앤 폴딩형 전극군인 경우에는, 젤리-롤형 전극군 또는 스택 앤 폴딩형 전극군의 사이에 전극판이 개재되어 있을 수 있다.
젤리-롤형 전극군 또는 스택 앤 폴딩형 전극군들을 적층할 때, 전극군들의 경계에서 양극과 음극이 대면하지 못하는 경우가 발생할 수 있고, 이 경우, 젤리-롤형 전극군과 스택 앤 폴딩형 전극군의 구조적 특징으로 인해서, 이미 제조된 젤리-롤형 전극군과 스택 앤 폴딩형 전극군의 배열을 변경하는데 많은 시간과 비용이 소모되는 문제가 있다.
상기의 경우, 젤리-롤형 전극군 또는 스택 앤 폴딩형 전극군의 사이에 전극판을 개재하는 경우, 제조 공정성을 향상시킬 수 있다.
이러한 전극군들의 적층 구조는, 전극군들의 경계에서 계단 구조를 형성한다.
전극군들의 경계에서 계단 구조가 형성되기 위해서, 적층된 전극군들의 크기 또는 전극군들의 적층 경계에서, 서로 대향하고 있는 대면의 면적의 서로 상이할 수 있다.
예를 들어, 적층된 전극군들 중에서, 하단에 적층되어 있는 전극군의 최상단면을 구성하는 전극과 상단에 적층되어 있는 전극군의 최하단을 구성하는 전극의 크기 또는 면적이 서로 상이할 수 있다.
이 때, 바람직하게는, 크기 또는 면적이 상대적으로 큰 전극이 음극일 수 있고, 그 결과, 충방전 시 수지상 성장을 최소화하고, 본 발명에 따른 전극군 적층체를 포함하는 리튬 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
다만, 크기 또는 면적이 상대적으로 큰 전극이 양극인 경우를 배제하는 것은 아니다. 상대적으로 크기 또는 면적이 큰 전극이 양극인 경우에는, 음극 슬러리 층과 대면하는 면적에만 양극 슬러리가 도포되어 있을 수 있다.
상기 계단 구조를 구성하는 단의 높이와 폭은 전극군 적층체를 포함하는 리튬 이차전지가 내장되는 디바이스의 곡면 형상, 구체적으로 곡면의 곡률에 따라 달라질 수 있다.
전극군들의 경계에서 양극과 음극의 대향 면적에 대한 용량비(N/P ratio 또는 대항비)는 적층된 전극군들 중에서 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대향 면적에 대한 용량비(N/P ratio 또는 대항비)와 같거나 크다.
전극군들의 경계에서의 대항비가 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비 보다 작은 경우에는 본 발명에 따른 전극군 적층체를 내장하는 리튬 이차전지의 성능에 문제가 발생하므로 바람직하지 않다.
전극군들의 경계에서 대면하는 양극과 음극의 대항비와 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비의 비는, 1:1 내지 3:1, 1:1 내지 2:1, 1:1 내지 1.5:1 일 수 있다.
상기 대항비는 하기의 식 1을 이용하여 산출할 수 있다.
Figure 112013013848080-pat00001

상기 식에서,
단위 면적당 음극 충전용량은, 단위 면적당 음극 로딩량(g/cm2) × 활물질 중 음극 활물질의 비율(%) × 단위 무게 당 음극충전용량(mAh/g)이고;
음극 효율은, (음극의 방전용량/음극의 충전용량) × 100 이며;
양극 단위면적당 설계용량은, 설계용량 / 코팅된 양극면적이고;
설계용량은, 양극 로딩량(g/cm2) × 활물질 중 양극 활물질 비율(%) × 단위 무게당 양극충전량(mAh/g) ? 음극의 비가역용량(mAh)이다.
단위 무게 당 양극의 충전용량, 단위 무게 당 음극의 충전 용량, 방전 용량 및 비가역용량 등은 각각 하기와 같은 방법을 통해 측정될 수 있다.
단위 무게당 양극의 충전 용량 측정방법: 반쪽 셀(Half Cell)을 만들어 한쪽 전극을 평가하고자 하는 양극으로하고 상대전극을 리튬 메탈로 구성하여 낮은 율속(0.2C 이후)로 충전할 때의 용량 측정하여 반쪽 셀(Half Cell)의 무게로 정규화(Normalize) 한 값
단위 무게당 음극의 충전 용량 측정방법: 반쪽 셀(Half Cell)을 만들어 한쪽 전극을 평가하고자 하는 음극으로하고 상대전극을 리튬 메탈로 구성하여 낮은 율속(0.2C 이후)로 충전할 때의 용량 측정 하여 반쪽 셀(Half Cell)의 무게로 정규화(Normalize) 한 값
단위 무게당 음극의 방전 용량 측정방법: 반쪽 셀(Half Cell)을 만들어 한쪽 전극을 평가하고자 하는 음극으로하고 상대전극을 리튬 메탈로 구성하여 낮은 율속(0.2C 이후)로 충전 후 방전할 때의 용량 측정 하여 반쪽 셀(Half Cell)의 무게로 정규화(Normalize) 한 값
단위 무게당 음극의 비가역 용량 측정방법: 음극의 반쪽 셀(Half Cell)의 1회 충방전 시 나타나는 용량의 차이를 측정
단위 면적당 음극 로딩량 정의: 단위 면적당 음극 집전체에 코팅되는 음극 활물질의 무게
단위 면적당 양극 로딩량 정의: 단위 면적당 양극 집전체에 코팅되는 양극 활물질의 무게
전극군들의 경계에서의 대항비가 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비 보다 크게 하기 위한 하나의 구체적인 실시예에서, n 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량과 n+1 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량은 동일하고, n+1 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량은 n 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량보다 클 수 있다.
또한, n+1 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량과 n 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량은 동일하고, n 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량은 n+1 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량보다 클 수 있다.
이 경우, n 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 n 번째 전극군 상에 적층된 n+1 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비의 비가 1:1 일 수 있다.
이 경우, n 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비보다 n 번째 전극군 상에 적층된 n+1 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비가 클 수 있다.
이 때, n 번째 전극군을 구성하는 전극의 크기 또는 면적은 n+1 번째 전극군을 구성하는 전극의 크기 또는 면적에 비해 크다.
전극군들의 경계에서의 대항비가 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비 보다 크게 하기 위한 다른 하나의 구체적인 실시예에서, n-1 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량, n 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량과 n+1 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량은 동일하고, n-1 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량과 n+1 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량은 n 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량보다 클 수 있다.
또한, n-1 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량, n 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량과 n+1 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량은 동일하고, n 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량은 n-1 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량과 n+1 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량보다 클 수 있다.
이 경우, n 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 n 번째 전극군 상에 적층된 n+1 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비의 비는 1:1 이고, n 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 평면을 기준으로 높이 반대방향으로 n 번째 전극군 상에 적층된 n-1 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비의 비는 1:1 일 수 있다.
이 경우, n 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비 보다 n 번째 전극군 상에 적층된 n+1 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비가 클 수 있고, n 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비 보다 평면을 기준으로 높이 반대방향으로 n 번째 전극군 상에 적층된 n-1 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비가 클 수 있다.
이 때, n 번째 전극군을 구성하는 전극의 크기 또는 면적은, n-1 번째 전극군을 구성하는 전극의 크기 또는 면적과 n+1 번째 전극군을 구성하는 전극의 크기 또는 면적에 비해 크다.
전극군들의 경계에서의 대항비가 적층된 전극군들 중에서 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 같거나 큰 조건을 만족하는 한, 대향 면적이 상대적으로 작은 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비는 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 같거나 클 수 있다.
또한, 전극군들의 경계에서의 대항비가 적층된 전극군들 중에서 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 같거나 큰 조건을 만족하는 한, 대향 면적이 상대적으로 작은 전극군을 구성하는 음극의 로딩량은 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 음극의 로딩량과 같거나 클 수 있다.
또한, 전극군들의 경계에서의 대항비가 적층된 전극군들 중에서 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 같거나 큰 조건을 만족하는 한, 대향 면적이 상대적으로 작은 전극군을 구성하는 양극의 로딩량은 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 양극의 로딩량과 같거나 작을 수 있다.
전극의 공극률이 동일한 조건에서, 전극의 로딩량은 전극의 두께로 확인할 수 있고, 전극의 두께의 확인은 이온 밀링을 이용하여 확인할 수 있다.
한편, 상기 전극군들이 젤리-롤형 전극군 또는 스택 앤 폴딩형 전극군인 경우에는, 상기 젤리-롤형 전극군들 또는 스택 앤 폴딩형 전극군들 사이에 개재되어 있는 전극판과 전극군의 경계에서의 양극과 음극의 대항비가 전극판의 대향 면적에 비해 상대적으로 대향 면적이 큰 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 같거나 클 수 있다.
본 발명은, 상기한 전극군 적층체가 전지 케이스에 내장되어 있는 리튬 이차전지 및 상기 리튬 이차전지를 전원으로 이용하는 디바이스를 제공한다.
상기 디바이스는, 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치 등일 수 있다.
상기 리튬 이차전지의 구조, 구성요소 및 제조방법 등은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있으므로, 이하 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
리튬 이차전지의 구조, 구성요소 및 제조방법에 대해서 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 내용은 본 발명의 내용에 합체된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극군 적층체는, 디바이스의 곡면의 곡률에 따라 변화하는 계단 구조를 포함하고 있으므로, 종래의 전극 조립체와 달리 디바이스 내부의 사공간을 활용하여 디바이스의 부피당 용량을 향상시키는 효과가 있다.
도 1A 및 1B는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 분해 사시도이다;
도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 스택형 전극군을 구성하는 전극판과 분리판의 사시도와 수직 단면도를 모식적으로 도시한 도면이다;
도 4 및 도 5는 최상단 전극판과 최하단 전극판의 극성이 상이한 스택형 전극군의 수직 단면도의 모식도이다;
도 6은 최상단 전극판과 최하단 전극판의 극성이 동일한 스택형 전극군의 수직 단면도의 모식도이다;
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극군 적층체의 사시도이다;
도 8은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전극군 적층체의 수직 단면도의 모식도이다;
도 9는 도 8의 전극군 적층체의 전개도의 모식도이다;
도 10은 본 발명에 따른 실시예와 비교예의 싸이클 특성을 비교한 비교실험 결과이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 2 내지 도 3에는 본 발명에 따른 전극 조립체를 구성하는 양극판(130), 음극판(170) 및 분리판(150)이 모식적으로 도시되어 있다. 도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 양극판(130)은 양극 집전체(136)상에 양극 슬러리(132)가 도포되어 있는 구조이고, 음극판(170)은 음극 집전체(172)에 음극 슬러리(176)가 도포되어 있는 구조이다.
도 2의 양극판(130)은 양극 슬러리(132)가 양극 집전체(136)의 상하 양면에 도포되어 있고, 음극판(170)은 음극 슬러리(172)가 음극 집전체(176)의 상하 양면에 도포되어 있다. 도 2의 내지 도 3의 양극판(130) 및 음극판(170)은 전장(L1), 전폭(S1), 전고(H)를 가진 평행 직육면체의 형상으로 이루어져 있다.
도 4 내지 도 6에는 도 3의 양극판(130)과 음극판(170)이 분리판(150)을 사이에 두고 적층면과 평행한 평면을 기준으로 높이 방향을 따라 교대로 적층되어 있는 적층형 전극군들(300, 400)의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 4 및 도 5의 스택형 전극군들(210, 220, 230, 240, 250)은 적층된 전극판들 중에서 최상단의 전극판과 최하단의 전극판의 극성이 서로 상이하다. 도 6의 스택형 전극군들(310, 320, 330)은 적층된 전극판들 중에서 최상단의 전극판과 최하단의 전극판의 극성이 서로 동일하다.
스택형 전극군(220, 250,330)은 최하단에 적층되어 있는 양극판은, 상단에 적층된 음극판과 대면하는 일면에만 양극 슬러리가 도포되어 있다.
도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극군 적층체의 사시도가 도시되어 있다. 이를 참조하면, 크기 또는 면적이 상이한 스택형 전극군들(230, 240, 310)이 적층되어 있고, 스택형 전극군들(230, 310)의 경계와 스택형 전극군들(240, 310)의 경계에는 계단 구조가 형성되어 있다.
도 8에는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전극군 적층체의 수직 단면도가 도시되어 있다.
이를 참조하면, 평면을 기준으로, 최상단과 최하단의 전극판의 극성이 동일한 전극군들(400A, 400B, 400C, 400D, 400E, 400F, 400G, 400H, 400I)이 높이 방향 및 높이 반대 방향의 양방향으로 적층되어 있다.
구체적으로, 최하단에는, 동일한 크기 또는 면적의 스택형 전극군들(400I, 400G)가 적층되어 있고, 그 위에는, 스택형 전극군들(400I, 400G)에 비해 크기 또는 면적이 큰 스택형 전극군들(400E, 400C)가 적층되어 있으며, 그 위에는, 스택형 전극군들(400E, 400C)에 비해 크기 또는 면적이 큰 스택형 전극군(400A)가 적층되어 있고, 그 위에는, 스택형 전극군(400A)에 비해 크기 또는 면적이 작은 스택형 전극군들(400B, 400D)가 적층되어 있으며, 그 위에는, 스택형 전극군들(400B, 400D)에 비해 크기 또는 면적이 작은 스택형 전극군들(400F, 400H)가 순서대로 적층되어 있다.
전극군들(400I, 400G, 400E, 400C, 400A, 400B, 400D, 400F, 400H)의 측면은 분리 필름(450)으로 감싸여 있고, 전극 단자들(미도시)은 도면에서 돌출되는 방향으로 형성되어 있다. 전극군들(400I, 400G, 400E, 400C, 400A, 400B, 400D, 400F, 400H)이 적층되어 있는 적층체의 외주면 또한 분리 시트(450)으로 감싸여져 있다.
분리 시트(450)은 전극군들(400I, 400G, 400E, 400C, 400A, 400B, 400D, 400F, 400H)의 적층체의 외주면을 감싼 후, 열 융착으로 고정되거나, 테이프로 고정될 수 있다.
도 8에서, 분리 시트(450)은 적층체의 외주면을 감싼 후, 테이프로 고정되어 있다.
도 9에는, 도 8의 전극군 적층체의 전개도의 모식도가 도시되어 있다.
이를 참조하면, 가장 크기 또는 면적이 큰 전극군(400A)가 와인딩(winding)이 개시되는 우측 가장자리에 배치되어 있고, 전극군(400A)에 비해 크기 또는 면적이 작은 전극군들(400B, 400C)가 전극군(400A)로부터 소정의 거리로 이격된 상태에서 와인딩 방향을 따라 배치되어 있으며, 전극군(400B, 400C)에 비해 크기 또는 면적이 작은 전극군들(400D, 400E)가 전극군(400C)로부터 소정의 거리로 이격된 상태에서 와인딩 방향을 따라 배치되어 있고, 전극군(400D, 400E)에 비해 크기 또는 면적이 작은 전극군들(400F, 400G)가 전극군(400E)로부터 소정의 거리로 이격된 상태에서 와인딩 방향을 따라 배치되어 있으며, 전극군(400F, 400G)에 비해 크기 또는 면적이 작은 전극군들(400H, 400I)가 전극군(400G)로부터 소정의 거리로 이격된 상태에서 와인딩 방향을 따라 배치되어 있다.
상기한 바와 같이 배열되어 있는 전극군들(400A, 400B, 400C, 400E, 400E, 400F, 400G, 400H, 400I)을 권취 개시점에 배열된 전극군(400A)에서 권취 종료점에 배열된 전극군(400I)로 감아가는 권취 방향으로 와인딩함으로써 도 8의 전극군 적층체를 형성할 수 있다.
도 9에서 전극군들(400A, 400B, 400C, 400D, 400E, 400F, 400G, 400H, 400I)는, 평면 상, 모서리들이 직각을 이루고 있다.
물론, 평면 상 모서리들 중 하나가 곡선을 이루고 있는 경우에도, 도 9와 같이 전극 군들(400A, 400B, 400C, 400D, 400E, 400F, 400G, 400H, 400I)를 배열하여 도 8의 전극군 적층체를 제작할 수 있음은 물론이다.
<실시예>
하기 표 1 내지 3에서와 같이 양극판과 음극판을 제작하여 본 발명에 따른 전극군 적층체를 제작하였다. 이 때, 1단을 구성하는 양극과 음극의 면적은 2단을 구성하는 양극과 음극의의 면적에 비해 크고, 2단을 구성하는 양극과 음극의 면적은 3단을 구성하는 양극과 음극의 면적에 비해 크다.
양극
　 두께mm 공극율% 로딩 mg/cm2 가역용량mAh
양극A 100 21 16.8 335
양극B 110 21 18.8 375
음극
　 두께mm 공극율% 로딩 mg/cm2 가역용량mAh
음극A 105 27 7.76 348
음극B 108 27 8 359
음극C 110 27 8.24 369
음극D 118.8 27 8.92 400
음극E 90 27 6.56 294
　 　 1단
양극		 1단
음극		 1단
음/양 두께 비		 2단
양극		 2단
음극		 2단
음/양두께 비		 3단
양극		 3단
음극		 3단
음/양두께 비		 1단/2단 간 음/양 두께 비 2단/3단 간 음/양 두께 비
실시예 1 양극A 음극A 1.05 양극A 음극A 1.05 　 　 　 1.05 　
2 양극A 음극A 1.05 양극A 음극B 1.08 　 　 　 1.05 　
3 양극A 음극A 1.05 양극A 음극B 1.08 양극A 음극C 1.10 1.05 1.08
4 양극A 음극A 1.05 양극A 음극C 1.10 양극A 음극B 1.08 1.05 1.1
비교예 1 양극A 음극B 1.08 양극B 음극D 1.08 　 　 　 0.98 　
2 양극A 음극E 0.90 양극A 음극A 1.05 　 　 　 1.08 　
<실험예>
실시예들 및 비교예들에 따른 전극군 적층체를 내장한 리튬 이차전지를 이용하여 25℃에서 500 회 충방전을 반복 실시한 후, 그 결과를 도 10에 나타내었다.
500회의 충방전을 실시하였을 때의 전기 용량이 1회 충방전 후의 전기용량 대비 60% 이상이고, 전극 조립체 전체의 두께 변화율이 15% 이하임을 확인할 수 있다.
상기 전기 용량은 다음과 같은 방식으로 측정되었다.
전지의 최소 용량을 전류를 1시간에 흘려보낼 때의 전류의 량을 1C라 정의한다.
충전은 CC/CV 조건으로 1C로 4.2V or 4.35V까지 CC 모드로 충전 후 CV 모드로 변화하여 충전 전류의 양이 전지 최소용량의 1/20가 될때까지 흘려 충전을 종료한다. 충전 시간은 대략 1시간 30분 정도 소요되었다.
충전 후 방전 전에는 10분의 휴지 시간을 두고, 방전은 CC 모드로 1C로 방전전류를 흘렸을 때 전지가 3.0V에 도달하면 종료하며, 방전 시간은 1시간 10분 정도 소요되고 다시 충전 전까지는 10분의 휴지 시간을 둔다.
상기 전극군 적층체의 두께 변화율은, (500회 충방전 실시 후의 전극군 적층체 전체의 두께 / 1회 충방전 실시 후의 전극군 적층체 전체의 두께) × 100 으로 계산될 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (29)

  1. 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막을 포함하는 전극군들이 분리막을 사이에 두고 양극과 음극이 대면하도록 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있는 전극군들의 적층 구조를 포함하고,
    전극군들의 적층 구조는, 전극군들의 경계에서의 대향 면적이 상이한 전극군들을 포함하고,
    전극군들의 경계에서 양극과 음극의 대향 면적에 대한 용량비(N/P ratio 또는 대항비)는 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대향 면적에 대한 용량비(N/P ratio 또는 대항비)와 같거나 크며,
    대향 면적이 상대적으로 작은 전극군을 구성하는 음극의 로딩량은 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 음극의 로딩량과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극군들이 평면을 기준으로 높이 방향 및 높이 반대 방향으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  3. 제 1 항에 있어서, n 번째 전극군을 구성하는 전극의 크기 또는 면적은 n+1 번째 전극군을 구성하는 전극의 크기 또는 면적에 비해 크고, n+1 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량과 n 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량은 동일하고, n+1 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량은 n 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량보다 큰 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  4. 제 1 항에 있어서, n 번째 전극군을 구성하는 전극의 크기 또는 면적은 n+1 번째 전극군을 구성하는 전극의 크기 또는 면적에 비해 크고, n+1 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량과 n 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량은 동일하고, n 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량은 n+1 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량보다 큰 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, n 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 평면을 기준으로 높이 방향으로 n 번째 전극군 상에 적층된 n+1 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비의 비는 1:1 인 것을 특징으로 전극군 적층체.
  6. 제 2 항에 있어서, n 번째 전극군을 구성하는 전극의 크기 또는 면적은 n+1 번째 전극군 및 n-1번째 전극군을 구성하는 전극의 크기 또는 면적에 비해 크고, n-1 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량, n 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량과 n+1 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량은 동일하고, n-1 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량은 n 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량보다 크며, n+1 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량은 n 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량보다 큰 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  7. 제 2 항에 있어서, n 번째 전극군을 구성하는 전극의 크기 또는 면적은 n+1 번째 전극군 및 n-1번째 전극군을 구성하는 전극의 크기 또는 면적에 비해 크고, n-1 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량, n 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량과 n+1 번째 전극군을 구성하는 음극의 로딩량은 동일하고, n 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량은 n-1 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량과 n+1 번째 전극군을 구성하는 양극의 로딩량보다 큰 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, n 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 평면을 기준으로 높이 방향으로 n 번째 전극군 상에 적층된 n+1 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비의 비는 1:1 이고,
    n 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 평면을 기준으로 높이 반대방향으로 n 번째 전극군 상에 적층된 n-1 번째 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비의 비는 1:1 인 것을 특징으로 전극군 적층체.
  9. 제 1 항에 있어서, 전극군들의 경계에서 대면하는 양극과 음극의 대항비와 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비의 비는, 1:1 내지 3:1 인 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  10. 제 9 항에 있어서, 전극군들의 경계에서 대면하는 양극과 음극의 대항비와 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비의 비는, 1:1 내지 2:1 인 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  11. 제 10 항에 있어서, 전극군들의 경계에서 대면하는 양극과 음극의 대항비와 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비의 비는, 1:1 내지 1.5:1 인 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 전극군은, 양극판, 음극판 및 양극판과 음극판 사이에 개재되어 있는 판상의 분리막을 포함하고, 양극판과 음극판이 분리판을 사이에 두고 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있는 스택(stack)형 전극군인 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 스택형 전극군은, 최상단에 적층된 전극과 최하단에 적층된 전극의 극성이 동일한 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 스택형 전극군은, 최상단에 적층된 전극과 최하단에 적층된 전극의 극성이 상이한 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  15. 제 12 항에 있어서, 스택형 전극군들 사이에 개재되어 있는 분리막은, 분리판인 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  16. 제 12 항에 있어서, 스택형 전극군들 사이에 개재되어 있는 분리막은, 일 단위의 분리 시트이고, 상기 분리 시트는 전극 단자 비형성 부위인 스택형 전극군의 측면을 감싸고 있는 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 분리 시트는 스택형 전극군의 측면에 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 전극군은, 일 단위의 양극 시트, 일 단위의 음극 시트 및 양극 시트와 음극 시트의 사이에 개재되어 있는 일 단위의 분리 시트를 포함하고, 양극 시트와 음극 시트가 분리 시트를 사이에 두고 권취되어 있는 젤리-롤(jelly-roll)형 전극군인 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 젤리-롤형 전극군들 사이에는 전극판이 개재되어 있고, 전극군과 전극판의 경계에서 양극과 음극의 대항비는 전극판의 대향 면적에 비해 상대적으로 대향 면적이 큰 젤리-롤형 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 같거나 큰 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 전극군은, 양극판, 음극판 및 양극판과 음극판 사이에 개재되어 있는 일 단위의 분리 시트를 포함하고, 양극판과 음극판이 분리 시트를 사이에 두고 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있으며, 상기 분리 시트는 전극판의 전극 단자 비형성 부위인 측면을 감싸고 있는 스택 앤 폴딩(stack ＆ folding)형 전극군인 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 스택 앤 폴딩형 전극군들 사이에는 전극판이 개재되어 있고, 전극군과 전극판의 경계에서 양극과 음극의 대항비는 전극판의 대향 면적에 비해 상대적으로 대향 면적이 큰 스택 앤 폴딩형 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 같거나 큰 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 전극군은, 스택형 전극군, 젤리-롤형 전극군 및 스택 앤 폴딩형 전극군으로 이루어진 군에서 선택된 둘 이상인 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  23. 제 2 항에 있어서, 상기 전극군들은 대칭 또는 비대칭으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  24. 제 1 항에 있어서, 대향 면적이 상대적으로 작은 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비는 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 양극과 음극의 대항비와 같거나 큰 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  25. 삭제
  26. 제 1 항에 있어서, 대향 면적이 상대적으로 작은 전극군을 구성하는 양극의 로딩량은 대향 면적이 상대적으로 큰 전극군을 구성하는 양극의 로딩량과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 전극군 적층체.
  27. 제 1 항에 따른 전극군 적층체가 전지 케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  28. 제 27 항에 따른 리튬 이차전지를 전원으로 사용하는 디바이스.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 디바이스는, 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장장치인 것을 특징으로 하는 디바이스.
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